Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
КвантФиз.doc
Скачиваний:
164
Добавлен:
25.03.2015
Размер:
2.03 Mб
Скачать

§3.6 Физика твердого тела

  1. Каковы исходные положения квантовой статистики в отличие от классической статистической физики? Сформулируйте основную задачу квантовой статистики.

  1. Запишите распределение Бозе-Эйнштейна. Что называется химическим потенциалом μ?

  1. Запишите распределение Ферми – Дирака. Дайте определения понятия “уровень Ферми”. Какая система частиц называется вырожденной? Что такое энергия Ферми?

  1. Глубина потенциальной ямы металла составляет 11 эВ, а работа выхода 4 эВ. Определить полную энергию электрона на уровне Ферми.

  1. Концентрация свободных электронов натрия 3,0·1028 м-3. Найти скорость электронов на уровне Ферми при абсолютном нуле.

  1. Покажите, при каких условиях распределения квантовой статистики переходят в классическое распределение Максвелла – Больцмана.

  1. Определить функцию распределения для электронов, находящихся на энергетическом уровне Е, для случая Е – Еf <<kT, пользуясь статистикой: а) Ферми – Дирака; б) Максвелла – Больцмана. Объяснить физический смысл полученных результатов.

  1. Каково значение квантовой статистики в объяснении зависимости теплоемкостей газов и твёрдых тел от температуры? Как записывается выражение молярной теплоёмкости кристалла на основе теории: а) Эйнштейна; б) Дебая? Каков смысл характеристической температуры Дебая?

  1. Воспользовавшись уравнением Дебая для молярной теплоемкости кристалла, получить выражение при низких температурах.

  1. Определить в электрон-вольтах максимальную энергию фотона, которой может возбуждаться в кристалле КСl, характеризуемом температурой Дебая 227 К. Фотон какой длины волны обладал бы такой энергией?

  1. В чём заключаются явления сверхтекучести и сверхпроводимости? Каков вклад советских учёных в объяснении этих явлений?

  1. Какие рассуждения привели к зонной теории твёрдого тела? Рассмотрите образование зонного энергетического спектра как квантово – механического эффекта. Как с точки зрения зонной теории происходит деление твёрдых тел на металлы, диэлектрики и полупроводники? Что означает понятия “ ширина запрещенной зоны”?

  1. Ширина запрещенной зоны алмаза 6 эВ. Найти длинноволновую границу поглощения света алмазом.

  1. Во сколько раз концентрация носителей тока в чистом сплаве InSb при температуре 400 К больше концентрации при температуре 300 К? Ширина запрещенной зоны для InSb 0,18 эВ.

  1. Дайте определение электронной (n) и дырочной (p) проводимостей. Что называется энергией активации?

  1. Как зависит проводимость собственных и примеснных полупроводников от температуры? Объясните эти зависимости.

  1. Каковы характер и механизм фотоэлектрических явлений в полупроводниках?

  1. Как объясняются контактные явления с точки зрения зонной теории? Как появляются внешние и внутренние контактные разности потенциалов?

  1. Объясните явления, происходящие на контакте электронного и дырочного полупроводников.

  1. В чистый кремний введена небольшая примесь бора. Пользуясь Периодической системой Д.И. Менделеева, определить и объяснить тип проводимости примесного кремния.

  1. Германиевый образец нагревают от 0 до 170С, принимая ширину запрещенной зоны кремния 0,72 эВ, определить во сколько раз возрастает его удельная проводимость.